Уникальный путь к стволовым клеткам: созданы дизайнерские белки для их получения

Исследователи разработали новый метод получения стволовых клеток с помощью специально сконструированных белков. Новая система более точна и естественна, чем существующие техники, и, по мнению команды, может стать более эффективным и безопасным путем производства стволовых клеток.

Стволовые клетки потенциально могут заменить отмирающие или поврежденные клетки здоровыми. Это открывает широкие перспективы в медицине, например, для замены органов, костей и лечения нейродегенеративных заболеваний.

"Мы пошли совершенно другим путем, отличным от стандартной практики получения стволовых клеток из взрослых клеток", — говорит старший автор исследования доктор Пентао Лю из Института Сэнгера Wellcome Trust. — "Современные методы перепрограммирования клеток неэффективны, и крайне важно найти другие способы создания стволовых клеток".

Команда сосредоточилась на белках-транскрипционных факторах, которые регулируют активность всех генов человека. Ключевой набор таких факторов способен преобразовывать или перепрограммировать взрослые клетки в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPS-клетки). Однако эти факторы также действуют на множество других генов, не участвующих в перепрограммировании.

Исследователи создали искусственные дизайнерские транскрипционные факторы, чтобы более точно нацеливаться на ключевые гены перепрограммирования, сводя к минимуму воздействие на другие гены.

"Мы показали, что таргетирование регуляторных областей генов, называемых энхансерами, таким структурированным способом очень эффективно для контроля гена и перепрограммирования клеток в iPS-клетки", — отмечает первый автор доктор Сюэфэй Гао.

В отличие от обычных методов, где факторы действуют сложным образом и затрагивают множество участков генома, дизайнерские факторы чрезвычайно точны. Этот метод нацеливается непосредственно на ключевые гены, избегая дополнительных генетических "обходных путей", что снижает потенциальные риски, связанные со стандартными практиками (например, влияние на гены, способствующие развитию опухолей).

Команда изучила структуру уникальных транскрипционных факторов TALE и использовала модульный подход, "сшивая" необходимые компоненты для создания более точных и специфичных факторов, работающих только на целевые гены. Этот подход также должен упростить разработку новых факторов, ускоряя прогресс в создании набора стволовых клеток для исследований и терапии.

С помощью дизайнерских транскрипционных факторов ученые успешно перепрограммировали в iPS-клетки два типа клеток: фибробласты и EpiSC. Этот метод также многообещающ для направления деления и роста стволовых клеток в определенные типы, такие как клетки сердца, кости или мозга.

"Это уникальный и дальновидный способ обхода многих ограничений, связанных с манипуляциями со стволовыми клетками как для фундаментальной науки, так и для терапевтического применения", — заключает профессор Аллан Брэдли.